JPH10308028A - Optical system for optical head - Google Patents

Optical system for optical head

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Publication number
JPH10308028A
JPH10308028A JP9114821A JP11482197A JPH10308028A JP H10308028 A JPH10308028 A JP H10308028A JP 9114821 A JP9114821 A JP 9114821A JP 11482197 A JP11482197 A JP 11482197A JP H10308028 A JPH10308028 A JP H10308028A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
protective substrate
optical disk
aberration
aperture
Prior art date
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Pending
Application number
JP9114821A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsura Otaki
桂 大滝
Yutaka Ichihara
裕 市原
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP9114821A priority Critical patent/JPH10308028A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical system for an optical head which can perform reading and writing for a plurality of optical disks having different protection substrate thickness. SOLUTION: A ring band opening 21 is arranged on an optical axis of an object lens 10 of an optical system for an optical head for reading and writing a signal from/in an optical disk 31. Light can be transmitted through only a peripheral part of an object lens 10 by the ring band opening 21. The numerical aperture of the inside diameter opening and the numerical aperture of the outside opening of the ring band opening 21 are decided so that aberration caused in the object lens 10 by difference of thickness and a refraction index of a protection substrate 31a by difference of kinds of the optical disk 31 performing reading and writing is stored in an aberration range in which data can be read and written by a laser diode 40, a light receiving element 70, and the like.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の種類の光デ
ィスクに対して読み出しあるいは書き込みの可能な光ヘ
ッド用光学系に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical system for an optical head capable of reading from or writing to a plurality of types of optical disks.

【0002】[0002]

【従来の技術】信号の読み出しあるいは書き込み用とし
て用いられている光ディスクとしては、信号の読み取り
の原理に応じて光磁気ディスク(MOディスク)、位相
変調ディスク(CD)、相変化ディスク(PD)などに
分類される。これらの光ディスクはいずれも厚さ1.2
mmの保護基板により光ディスク内部の信号面が保護さ
れる。
2. Description of the Related Art Optical disks used for reading or writing signals include a magneto-optical disk (MO disk), a phase modulation disk (CD), and a phase change disk (PD) according to the principle of signal reading. are categorized. Each of these optical disks has a thickness of 1.2
The signal surface inside the optical disk is protected by the protective substrate of mm.

【0003】一方、情報の記録密度を高めるために開発
されたディジタルビデオディスク(DVD)は、0.6
mmの保護基板により信号面が保護されている。したが
って、1.2mmの保護基板厚に対応して設計された光
ヘッドで0.6mmの保護基板厚のディスクから記録を
読みだそうとしたときに、保護基板厚の差によって光ヘ
ッドの光学系は極めて大きな球面収差(波面収差)を生
じ、集光スポットを十分に小さく絞ることができない。
これについて図6を参照して説明する。
On the other hand, a digital video disc (DVD) developed to increase the recording density of information is 0.6
The signal surface is protected by a protective substrate of mm. Therefore, when trying to read a record from a disk having a protective substrate thickness of 0.6 mm with an optical head designed for a protective substrate thickness of 1.2 mm, the optical system of the optical head is caused by a difference in the protective substrate thickness. Causes extremely large spherical aberration (wavefront aberration), and it is not possible to narrow down the focused spot sufficiently.
This will be described with reference to FIG.

【0004】図6は、光ディスクの信号面に対するレー
ザ光の集光状態を説明する図である。図6(a)におい
て、基板厚1.2mmの光ディスクに対して収差が良好
に補正された対物レンズ10により、円形開口20を透
過したレーザ光が光ディスク30の信号面30bに集光
している様子を示す。ところが、図6(b)に示すよう
に、基板厚0.6mmの光ディスク31の信号面31b
に対しては球面収差が発生し、信号の読み出しができな
い。
FIG. 6 is a diagram for explaining the state of focusing of laser light on the signal surface of an optical disk. In FIG. 6A, the laser beam transmitted through the circular aperture 20 is focused on the signal surface 30b of the optical disk 30 by the objective lens 10 whose aberration is well corrected for an optical disk having a substrate thickness of 1.2 mm. Show the situation. However, as shown in FIG. 6B, the signal surface 31b of the optical disc 31 having a substrate thickness of 0.6 mm is used.
, A spherical aberration occurs and the signal cannot be read.

【0005】1台の装置で異なる保護基板厚を有する光
ディスクからデータの読み出しをしようとした場合に生
ずる上述した問題点を解決するため、いくつかの提案が
なされている。
Several proposals have been made to solve the above-mentioned problems that occur when data is read from optical disks having different protective substrate thicknesses with one device.

【0006】ここで、既に提案されているいくつかの方
式について説明する。ヘッド切換方式は、異なる保護
基板厚を有する光ディスクにそれぞれ対応した専用の光
ヘッドを装置に内蔵し、データを読み出す光ディスクの
保護基板厚に応じてこれら専用のヘッドを切り換えて用
いるものである。光学系切換方式は、ヘッドの投受光
部や駆動部などの主要部を共用し、このヘッドに光ディ
スクの保護基板厚に対応した2種類のレンズをターレッ
ト式の切換装置などによって切換え可能に組み込んだも
のである。
Here, some schemes already proposed will be described. In the head switching method, dedicated optical heads respectively corresponding to optical disks having different protective substrate thicknesses are built in the device, and these dedicated heads are switched and used according to the protective substrate thickness of the optical disk from which data is read. In the optical system switching system, the main parts such as the light emitting and receiving part and the driving part of the head are shared, and two kinds of lenses corresponding to the protective substrate thickness of the optical disk are incorporated in this head so that they can be switched by a turret type switching device etc. Things.

【0007】以上の切換方式に対してヘッドの主要部お
よびレンズを共用するホログラム方式あるいは絞り込み
方式も提案されている。ホログラム方式は、光ヘッド
のレンズ表面の一部にホログラムを形成あるいは別設
し、レーザダイオード(LD)などの光源から出射され
てレンズのホログラム部分を透過して回折、集光される
光と、ホログラム以外の部分を透過して集光される光と
に分割するものである。そして分割された光は、それぞ
れ異なる保護基板厚のディスクに対して焦点を結ぶこと
が可能となる。絞り込み方式は、光ヘッドのレンズに
隣接して可変絞りを設け、ディスクの基板厚の違いによ
り生ずる球面収差を低減するために可変絞りを絞るもの
である。
[0007] A hologram system or a stop-down system in which the main part of the head and the lens are shared has been proposed in addition to the above-mentioned switching system. In the hologram method, a hologram is formed or separately provided on a part of the lens surface of an optical head, and light emitted from a light source such as a laser diode (LD) is transmitted through the hologram part of the lens and diffracted and condensed. The light is divided into light transmitted through a portion other than the hologram and collected. Then, the divided light can be focused on disks having different protective substrate thicknesses. In the stop-down method, a variable stop is provided adjacent to the lens of the optical head, and the variable stop is stopped in order to reduce spherical aberration caused by a difference in the substrate thickness of the disk.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た〜の各方式には以下のような問題点があった。す
なわち、のヘッド切換方式ではそれぞれの基板厚に対
応した専用のピックアップを複数用意せねばならず、装
置の大型化やコストの上昇を招いていた。の光学切換
方式では、レンズの切換機構を必要とし、これによる光
ヘッドの複雑化にともなう信頼性の低下やコストの上昇
を招いていた。のホログラム方式では、ヘッドのレン
ズにホログラムを形成するために、非常に高度な金型加
工技術、ガラス成形技術を要していた。の絞り込み方
式では、例えば可変絞りを透過型の液晶シャッタを用い
ることにより、可動部がなく、したがって構造が単純で
信頼性に優れる光ヘッドが実現可能となる反面、絞り込
みにともなう開口数の低下による光量の低下や、解像力
の低下が問題となっていた。
However, each of the above-mentioned methods has the following problems. That is, in the head switching method, a plurality of dedicated pickups corresponding to the respective substrate thicknesses must be prepared, resulting in an increase in the size of the apparatus and an increase in cost. The optical switching method requires a lens switching mechanism, which leads to a decrease in reliability and an increase in cost due to the complexity of the optical head. According to the hologram method, very advanced mold processing technology and glass forming technology were required to form a hologram on a head lens. In the aperture stop method, for example, by using a transmission type liquid crystal shutter as a variable stop, there is no movable part, and therefore, an optical head having a simple structure and excellent reliability can be realized. There has been a problem of a decrease in light quantity and a decrease in resolution.

【0009】本発明の目的は、異なる保護基板厚を有す
る種々の光ディスクに対して情報の読み出しあるいは書
き込みが可能で、低廉で信頼性に優れた光ヘッド用光学
系を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an inexpensive and highly reliable optical system capable of reading and writing information from and to various optical disks having different protective substrate thicknesses.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図3
に対応付けて本発明を説明する。 (1) 請求項1に記載の発明は、光源40から出射さ
れた光を光ディスク31の信号面31bに導くととも
に、光ディスク31の信号面で反射された光を受光素子
70に導く対物レンズ10と;対物レンズ10の光軸上
に設けられ、対物レンズ10の開口を制限するための輪
帯開口21とを有し;輪帯開口21は、少なくとも第1
および第2の光ディスクの保護基板厚の差あるいは保護
基板の屈折率の差により生ずる収差を、データの読み書
き込みが可能な収差範囲に収めるようにその内径開口数
および外径開口数が定められることにより上述の目的を
達成する。 (2) 請求項2に記載の発明は、以下の条件式を満足
するものである。 G(NA1,NA2)×|T1・nc1−T2・nc2|
/λ<0.21 但し、 G(NA1,NA2)={(1−NA2/NA1)2
0.3×(1−NA2/NA1)}×650×(NA1
/0.60)4×1/1.5 λ :光ヘッドで用いられる光源40の波長 T1 :第1の光ディスクの保護基板厚 T2 :第2の光ディスクの保護基板厚(T1>T
2) nc1 :第1の光ディスクの保護基板の屈折率 nc2 :第2の光ディスクの保護基板の屈折率 NA1 :輪帯開口21の内側開口数 NA2 :輪帯開口21の外側開口数 (3) 請求項3に記載の発明において、第1および第
2の光ディスクは以下の条件式(1)に従うものであ
り、かつ輪帯開口21は以下の条件式(2)に従うもの
である。 条件式(1): |T1・nc1−T2・nc2|/1.
5<0.7(mm) 条件式(2): NA2/NA1>0.5 但し、 T1 :第1の光ディスクの保護基板厚(mm) T2 :第2の光ディスクの保護基板厚(mm、 T
1>T2) nc1 :第1の光ディスクの保護基板の屈折率 nc2 :第2の光ディスクの保護基板の屈折率 NA1 :輪帯開口の内側開口数 NA2 :輪帯開口の外側開口数
FIG. 3 shows an embodiment of the present invention.
The present invention will be described with reference to FIG. (1) The objective lens 10 guides the light emitted from the light source 40 to the signal surface 31 b of the optical disk 31 and guides the light reflected by the signal surface of the optical disk 31 to the light receiving element 70. An annular opening 21 provided on the optical axis of the objective lens 10 for limiting the opening of the objective lens 10;
In addition, the numerical aperture of the inner diameter and the numerical aperture of the outer diameter are determined so that the aberration caused by the difference in the protective substrate thickness of the second optical disk or the difference in the refractive index of the protective substrate falls within the aberration range in which data can be read and written. Achieves the above object. (2) The invention described in claim 2 satisfies the following conditional expressions. G (NA1, NA2) × | T1 · n c 1-T2 · n c 2 |
/Λ<0.21 where G (NA1, NA2) = {(1−NA2 / NA1) 2 +
0.3 × (1-NA2 / NA1)} × 650 × (NA1
/0.60) 4 × 1 / 1.5 λ: wavelength of the light source 40 used in the optical head T1: protective substrate thickness of the first optical disk T2: protective substrate thickness of the second optical disk (T1> T)
2) n c 1: refractive index of the protective substrate of the first optical disk n c 2: refractive index of the protective substrate of the second optical disk NA1: inner aperture of the annular aperture 21 NA2: outside the numerical aperture of the annular aperture 21 (3) In the invention according to claim 3, the first and second optical discs comply with the following conditional expression (1), and the orbital opening 21 complies with the following conditional expression (2). The conditional expression (1): | T1 · n c 1-T2 · n c 2 | / 1.
5 <0.7 (mm) Conditional expression (2): NA2 / NA1> 0.5 where T1: protective substrate thickness of the first optical disk (mm) T2: protective substrate thickness of the second optical disk (mm, T
1> T2) n c 1: refractive index of the protective substrate of the first optical disk n c 2: a second refractive index of the protective substrate of the optical disk NA1: inner aperture of the annular aperture NA2: outside the numerical aperture of the annular aperture

【0011】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
In the section of the means for solving the above-mentioned problems, which explains the configuration of the present invention, the drawings of the embodiments of the present invention are used to make the present invention easier to understand. However, the present invention is not limited to this.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図1
〜図5を参照して説明する。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIGS.

【0013】保護基板厚1.2mmの光ディスクに対し
て収差補正されている光ヘッド用光学系で、保護基板厚
0.6mmの光ディスクに対して信号の書き込みあるい
は読み出しをしようとしたときに発生する球面収差を図
1に示す。この図1のグラフにおいて、横軸には対物レ
ンズ10に入射する光線の高さ(光軸からの距離)を表
し、縦軸には各高さで対物レンズ10に入射した光線が
集光されて光軸と交わる位置を表す。この球面収差図
で、光線の高さがNA1(円形開口20の半径に相当)
のとき、球面収差はピーク値W0となっている。ここで
円形開口20に変えて、内径NA2、外径NA1の輪帯
開口を挿入した場合を考えると、図1のグラフにおいて
球面収差はWI〜W0にまで減少する。このように、円
形開口に代えて輪帯開口を挿入することによって、図2
に示すように球面収差を大きく減少させ、結像性能を上
げることができる。
Occurs when trying to write or read signals to or from an optical disk with a protective substrate thickness of 0.6 mm in an optical system for an optical head whose aberration has been corrected for an optical disk with a protective substrate thickness of 1.2 mm. FIG. 1 shows the spherical aberration. In the graph of FIG. 1, the horizontal axis represents the height (distance from the optical axis) of the light beam entering the objective lens 10, and the vertical axis represents the light beam entering the objective lens 10 at each height. Represents the position intersecting the optical axis. In this spherical aberration diagram, the height of the light beam is NA1 (corresponding to the radius of the circular aperture 20).
At this time, the spherical aberration has a peak value W0. Here, in consideration of a case where a ring-shaped opening having an inner diameter NA2 and an outer diameter NA1 is inserted instead of the circular opening 20, the spherical aberration decreases from WI to W0 in the graph of FIG. As described above, by inserting the annular opening instead of the circular opening, FIG.
As shown in (2), the spherical aberration can be greatly reduced, and the imaging performance can be improved.

【0014】ここで1.2mmの保護基板厚を有する光
ディスクとしてCDを想定し、さらに0.6mmの保護
基板厚を有する光ディスクとしてDVDを想定し、1.
2mmの保護基板厚を有する光ディスクに対して収差補
正された光ヘッド用光学系で、0.6mmの保護基板厚
を有する光ディスクから信号を読み取ろうとしたときに
発生する球面収差と、輪帯開口を用いることによる球面
収差低減効果とについて説明する。説明で用いる記号の
意味は以下のとおりである。 λ:使用波長 NA0:円形開口20の径によって決まる開口数。 NA1:輪帯開口21の外径によって決まる開口数。 NA2:輪帯開口21の内径によって決まる開口数。 T1 :CDの保護基板厚。 T2 :DVDの保護基板厚。 nc :保護基板の屈折率。 ρ :瞳上での座標。
Here, a CD is assumed as an optical disk having a protective substrate thickness of 1.2 mm, and a DVD is assumed as an optical disk having a protective substrate thickness of 0.6 mm.
In an optical system for an optical head in which aberration is corrected for an optical disk having a protective substrate thickness of 2 mm, the spherical aberration generated when trying to read a signal from an optical disk having a protective substrate thickness of 0.6 mm and the annular aperture are reduced. A description will be given of the effect of reducing spherical aberration by using. The meanings of the symbols used in the description are as follows. λ: wavelength used NA0: numerical aperture determined by the diameter of the circular aperture 20. NA1: a numerical aperture determined by the outer diameter of the annular opening 21. NA2: The numerical aperture determined by the inner diameter of the annular opening 21. T1: CD protective substrate thickness. T2: DVD protective substrate thickness. nc: refractive index of the protective substrate. ρ: coordinates on the pupil.

【0015】DVDの方が高い解像力を要求されるの
で、NA0(CD用の円形開口の開口数)よりもNA1
(DVD用の輪帯開口の外径NA)を大きくするように
してもよいが、CDにアクセスする場合であってもNA
の大きい方が集光スポットを絞ることができるので、こ
こではあえてNA0(CD用の円形開口の開口数)をN
A1(DVD用の輪帯開口の外径NA)より小さくする
ことはせずにNA1=NA0として以下の説明をする。
Since a higher resolution is required for DVD, NA1 is larger than NA0 (numerical aperture of a circular opening for CD).
(The outer diameter NA of the orbicular zone opening for DVD) may be increased, but even when accessing a CD, the NA may be increased.
Since the larger the value of, the narrower the condensing spot, the NA0 (the numerical aperture of the circular aperture for CD) is set to N
The following description will be made on the assumption that NA1 = NA0 without making the diameter smaller than A1 (outer diameter NA of the annular zone opening for DVD).

【0016】ここでは対物レンズ10の収差がCD、つ
まり保護基板厚が1.2mmの光ディスクに対して補正
されているものとすると、保護基板厚が0.6mmのD
VDに対しては大きな球面収差が発生する。3次収差論
で論じたときには、この球面収差の大きさは保護基板厚
の変化量(T2−T1)に比例し、以下の式で与えられ
ることが知られている(光ディスク技術、尾上守夫監
修、村山,小出,山田,國兼共著、’89 ラジオ技術
社刊、pp.61)。
Here, assuming that the aberration of the objective lens 10 is corrected for a CD, that is, for an optical disk having a protective substrate thickness of 1.2 mm, a D-axis having a protective substrate thickness of 0.6 mm is used.
A large spherical aberration occurs for VD. When discussed in the third order aberration theory, it is known that the magnitude of this spherical aberration is proportional to the amount of change in the protective substrate thickness (T2−T1) and is given by the following equation (optical disc technology, supervised by Morio Onoe) Co-authored by Murayama, Koide, Yamada, Kunikane, '89 Radio Technology, pp. 61).

【数1】 W(ρ)=W0×(ρ/NA1)4 … 式(1) W0=|T2−T1|×(nc2−1)×(NA1)4/(8×nc3) … 式(2) ρ:0〜NA1 (NAで規格化した光線の入射高。)W (ρ) = W0 × (ρ / NA1) 4 Expression (1) W0 = | T2-T1 | × (nc 2 -1) × (NA1) 4 / (8 × nc 3 ) Expression (2) ρ: 0 to NA1 (incident height of light beam normalized by NA)

【0017】式(1)は、あくまでガウス像面上での球
面収差であり、最良像面上での球面収差ではない。光ヘ
ッド用光学系においてはオートフォーカス機構によって
自動的に最良像面の追尾が行われるので、意味があるの
はガウス像面上の球面収差ではなく、最良像面における
球面収差である。そして、オートフォーカスにより波面
収差のRMS値(以下RMS波面収差)を最小にするよ
うにしてデフォーカスの成分が除去されるので、最良像
面での球面収差は、一般的にはガウス像面上での収差よ
りも小さくなる。なお、上記の式(2)において、W0
はガウス像面上での球面収差のピーク値を意味する。
Equation (1) is a spherical aberration on the Gaussian image plane, not a spherical aberration on the best image plane. In the optical system for an optical head, the tracking of the best image plane is automatically performed by the autofocus mechanism. Therefore, the meaning is not the spherical aberration on the Gaussian image plane but the spherical aberration on the best image plane. Then, since the defocus component is removed by autofocus so as to minimize the RMS value of the wavefront aberration (hereinafter, RMS wavefront aberration), the spherical aberration on the best image plane is generally reduced on the Gaussian image plane. Is smaller than the aberration at. In the above equation (2), W0
Means the peak value of spherical aberration on the Gaussian image plane.

【0018】ここで、最良像面がガウス像面から距離Z
の位置にあったとすると、この最良像面での球面収差は
以下の式(3)で表される。
Here, the best image plane is a distance Z from the Gaussian image plane.
In this case, the spherical aberration at the best image plane is expressed by the following equation (3).

【数2】 W(ρ)=W0×(ρ/NA1)4−Z×(ρ/NA1)2/2 … 式(3) 式(3)において、上述したように距離ZはRMS波面
収差を最小にするという条件より決定することができ
る。なお、光ヘッド用光学系では上述したようにオート
フォーカス機構によって自動的に最良像面を追尾するの
で、Zがいかなる値をとるかは重要ではない。
[Number 2] W (ρ) = W0 × ( ρ / NA1) 4 -Z × (ρ / NA1) 2/2 ... Equation (3) formula (3), the distance Z is RMS wavefront aberration as described above It can be determined from the condition of minimizing. In the optical system for an optical head, as described above, the best image plane is automatically tracked by the autofocus mechanism, and therefore, what value Z takes is not important.

【0019】また、W0と最良像面におけるRMS波面
収差ΔWとの間には以下の関係が成立することが知られ
ている(Principles of Optics, 6-th Ed.、M.Born,E.W
olf共著、’93 Pergamonn Press刊、アメリカ、p
p.464)。
It is known that the following relationship is established between W0 and the RMS wavefront aberration ΔW at the best image plane (Principles of Optics, 6-th Ed., M. Born, EW).
olf co-authored, '93 Pergamonn Press, USA, p.
p. 464).

【数3】 ΔW=W0/(6×51/2) … 式(4 )ΔW = W0 / (6 × 5 1/2 ) Equation (4)

【0020】以上の式に具体的な数値を当てはめること
により、1.2mmの基板厚を有するCDに対して収差
を補正した光ヘッド用光学系で0.6mmの基板厚を有
するDVDに対して発生する収差がどの程度のものにな
るのかについて説明する。例として、λ=680nm
m、NA1=0.6、T1=1.2mm、T2=0.6
mm、nc=1.5の場合で計算をしてみると、保護基
板厚が1.2mmから0.6mmになることにより生ず
る球面収差は、式(2)に各値を代入してW0=5.3
λとなる。したがって、最良像面におけるRMS波面収
差ΔWは、式(4)よりΔW=0.39λRMSと、非
常に大きな値となる。
By applying specific numerical values to the above equation, an optical system for an optical head in which aberration has been corrected for a CD having a substrate thickness of 1.2 mm can be used for a DVD having a substrate thickness of 0.6 mm. The following describes how much aberration occurs. As an example, λ = 680 nm
m, NA1 = 0.6, T1 = 1.2 mm, T2 = 0.6
When the calculation is performed in the case of mm and nc = 1.5, the spherical aberration caused by the protection substrate thickness being changed from 1.2 mm to 0.6 mm is obtained by substituting each value into the equation (2) and obtaining W0 = 5.3
λ. Therefore, the RMS wavefront aberration ΔW at the best image plane is ΔW = 0.39λRMS, which is a very large value according to equation (4).

【0021】また、T1=0.9mm、T2=1.2m
mまたは0.6mmの場合(他の条件は上記条件と同
一)で計算してみても、ΔW=0.20λRMSとな
り、非常に大きな値であることに変わりはない。
T1 = 0.9 mm, T2 = 1.2 m
Even when calculation is performed in the case of m or 0.6 mm (other conditions are the same as the above conditions), ΔW = 0.20λRMS, which is a very large value.

【0022】通常、光ディスクの読み書きに用いられる
光ヘッド用光学系で実用可能な波面収差の基準はλ/1
4RMS(≒0.07λRMS)以下とされており、上
述の例ではこの基準をはるかに越えており、DVDから
の信号の読み取りは不可能である。
Normally, the standard of wavefront aberration that can be practically used in an optical system for an optical head used for reading and writing on an optical disk is λ / 1.
4RMS (≒ 0.07λRMS) or less, which far exceeds this criterion in the above-described example, and it is impossible to read a signal from a DVD.

【0023】上述した球面収差は、対物レンズ10に輪
帯開口21を挿入(図2参照)することにより、低減す
ることができる。このとき、最良像面の位置も、円形開
口時の最良像面位置から移動するが、先述のとおりオー
トフォーカス機構によって補正されるので問題はない。
以下、この例について説明する。
The above-described spherical aberration can be reduced by inserting the annular opening 21 into the objective lens 10 (see FIG. 2). At this time, the position of the best image plane also moves from the best image plane position at the time of the circular aperture, but there is no problem because it is corrected by the autofocus mechanism as described above.
Hereinafter, this example will be described.

【0024】対物レンズ10に輪帯開口21を挿入した
ときの球面収差および最良像面位置は、円形開口20を
挿入した場合と同様にして求めることができる。すなわ
ち、式(3)によって算出される球面収差に基づいてR
MS波面収差ΔWを求め、このRMS波面収差ΔWが最
小となるようにZを求めれば、そのZが輪帯開口挿入時
の最良像面位置となる。一方、RMS波面収差ΔWは、
輪帯開口を透過した光線の球面収差W(ρ)を積算、平
均化することにより求めることができる。すなわち、以
下の式(5)〜式(7)によってRMS波面収差ΔWを
計算し、このΔWが最小となるようなZを求めればよ
い。このZが輪帯開口21を挿入した場合の最良像面位
置となり、そして、そのときの球面収差が最良像面位置
での球面収差となる。
The spherical aberration and the best image plane position when the annular aperture 21 is inserted into the objective lens 10 can be obtained in the same manner as when the circular aperture 20 is inserted. That is, based on the spherical aberration calculated by the equation (3), R
If the MS wavefront aberration ΔW is determined and Z is determined such that the RMS wavefront aberration ΔW is minimized, the Z becomes the best image plane position when the annular aperture is inserted. On the other hand, the RMS wavefront aberration ΔW is
It can be obtained by integrating and averaging the spherical aberration W (ρ) of the light beam transmitted through the annular aperture. That is, the RMS wavefront aberration ΔW is calculated by the following equations (5) to (7), and Z that minimizes this ΔW may be obtained. This Z is the best image plane position when the annular opening 21 is inserted, and the spherical aberration at that time becomes the spherical aberration at the best image plane position.

【数4】 (Equation 4)

【0025】ところで、CDやDVDの読み取りを目的
とした再生専用の光学系では、書換型ディスク用の光学
系と異なり、情報の消去や記録をする必要がないので、
光エネルギの必要量も少ない。従って、上述したよう
に、対物レンズ10に輪帯絞り21を配設したことによ
る光利用効率(円形開口20を通過した光量に対する、
輪帯開口21を通過した光量の比)の低下は殆ど問題と
ならないが、この光利用効率ηは、以下の式(8)によ
って適宜見積もることが可能である。
By the way, in a read-only optical system for reading a CD or DVD, unlike an optical system for a rewritable disk, there is no need to erase or record information.
The required amount of light energy is also small. Therefore, as described above, the light utilization efficiency (the amount of light passing through the circular
The decrease in the ratio of the amount of light passing through the annular opening 21) causes almost no problem, but the light use efficiency η can be appropriately estimated by the following equation (8).

【数5】 ここにK=φobj/φbeam(けられ数)であり、 φobj :対物レンズの開口径(開口寸法) φbeam:ガウスビームのビームサイズ(ビーム中心
の強度に対して周辺の強度が1/e2になるときのビー
ム径)
(Equation 5) Where K = φobj / φbeam (number of beams), φobj: aperture diameter of the objective lens (aperture size) φbeam: beam size of Gaussian beam (peripheral intensity is 1 / e 2 with respect to beam center intensity) Beam diameter when it becomes

【0026】続いて図3を参照して本発明の実施の形態
に係る光ヘッド用光学系の要部について説明する。図3
において光ヘッド用光学系は、レーザビームを出射する
レーザダイオード(LD)40と、レーザビームを平行
光にするためのコリメータレンズ50と、輪帯開口21
と、コリメータレンズ50により導かれる平行光を光デ
ィスクの信号面(図3においては信号面31b)に集光
する対物レンズ10と、信号面31bで反射され、集光
レンズ10、コリメータレンズ50により導かれたレー
ザ光を図の下方に導くビームスプリッタ60と、ビーム
スプリッタ60により導かれたレーザ光を電気信号に変
換する受光素子70とを備える。
Next, the main part of the optical system for an optical head according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG.
The optical system for an optical head includes a laser diode (LD) 40 for emitting a laser beam, a collimator lens 50 for converting the laser beam into parallel light, and an annular aperture 21.
And an objective lens 10 for converging the parallel light guided by the collimator lens 50 on the signal surface (signal surface 31b in FIG. 3) of the optical disk, and reflected by the signal surface 31b and guided by the condensing lens 10 and the collimator lens 50. A beam splitter 60 for guiding the emitted laser light downward in the figure and a light receiving element 70 for converting the laser light guided by the beam splitter 60 into an electric signal are provided.

【0027】図3に示す光ヘッド用光学系はさらに、受
光素子70に導かれるレーザ光の焦点位置を検出する焦
点検出回路80と、焦点検出回路80からの焦点検出信
号をもとにフォーカシングアクチュエータ82に対して
制御信号を発する制御回路81と、制御回路81からの
制御信号に基づいて保持枠83を対物レンズ10の光軸
方向に駆動するフォーカシングアクチュエータ82とを
備える。
The optical system for an optical head shown in FIG. 3 further includes a focus detection circuit 80 for detecting a focus position of the laser beam guided to the light receiving element 70, and a focusing actuator based on a focus detection signal from the focus detection circuit 80. A control circuit 81 for issuing a control signal to the control circuit 82 and a focusing actuator 82 for driving the holding frame 83 in the optical axis direction of the objective lens 10 based on the control signal from the control circuit 81 are provided.

【0028】以上のような構成により、図3に示す光ヘ
ッド用光学系において、LD40から出射され、コリメ
ータレンズ50、輪帯開口21、対物レンズ10を経て
光ディスクの信号面31bに導かれ、そして信号面31
b反射されたレーザ光は受光素子70に焦点を結ぶ。そ
して輪帯開口21によって、信号の読み出しあるいは書
き込みをしようとする光ディスクの保護基板の厚さや屈
折率の違いによらず、収差は良好に補正される。
With the above configuration, in the optical system for an optical head shown in FIG. 3, the light is emitted from the LD 40, guided to the signal surface 31b of the optical disk through the collimator lens 50, the annular opening 21, and the objective lens 10, and Signal plane 31
The b-reflected laser light is focused on the light receiving element 70. The annular aperture 21 satisfactorily corrects aberrations irrespective of the difference in the thickness or the refractive index of the protective substrate of the optical disk from which signals are read or written.

【0029】[0029]

【実施例】以下に、本発明の実施の形態に係る光ヘッド
用光学系について三つの実施例により説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, three examples of an optical head optical system according to an embodiment of the present invention will be described.

【0030】(実施例1)光ヘッド用光学系における諸
条件を以下のように定める。
(Embodiment 1) Various conditions in an optical system for an optical head are determined as follows.

【表1】 波長 :λ=650nm 保護基板の屈折率 :nc=1.5 けられ数 :K=0.9 DVD保護基板厚 :T1=0.6mm CD保護基板厚 :T2=1.2mm 対物レンズの収差補正対象 :保護基板厚0.6m
m(DVD)に対する。 輪帯開口の条件 開口数(NA) :外径NA=0.6(内径
NAは以下の説明で変数として扱う。)
[Table 1] Wavelength: λ = 650 nm Refractive index of protective substrate: nc = 1.5 Number of pieces: K = 0.9 DVD protective substrate thickness: T1 = 0.6 mm CD protective substrate thickness: T2 = 1.2 mm Objective Lens aberration correction target: protective substrate thickness 0.6 m
m (DVD). Condition of annular opening Numerical aperture (NA): outer diameter NA = 0.6 (the inner diameter NA is treated as a variable in the following description)

【0031】上記の表1に示す条件の光ヘッド用光学系
でCDの信号を読み取ろうとした場合に発生するRMS
波面収差ΔWについて、図4(a)を参照して説明す
る。図4(a)は、表1の条件に基づいて輪帯開口の内
径NAを変化させたときのRMS波面収差ΔWおよび光
利用効率を計算し、プロットしたものであり、横軸は輪
帯開口の内径NAを、縦軸の左側は波面収差を、縦軸の
右側は光利用効率をそれぞれ示す。なお、この図4
(a)において、光利用効率ηは、外径NA=0.6の
円形開口の場合を100%として求めたものである。
RMS generated when trying to read a CD signal with the optical system for an optical head under the conditions shown in Table 1 above.
The wavefront aberration ΔW will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a graph in which the RMS wavefront aberration ΔW and the light use efficiency when the inner diameter NA of the annular opening is changed based on the conditions of Table 1 are calculated and plotted, and the horizontal axis indicates the annular opening. , The wavefront aberration is shown on the left side of the vertical axis, and the light use efficiency is shown on the right side of the vertical axis. Note that FIG.
In (a), the light use efficiency η is obtained by assuming that a circular aperture having an outer diameter NA = 0.6 is 100%.

【0032】図4(a)から読み取れるように、表1に
示す条件の光ヘッド用光学系で発生する波面収差ΔW
は、 内径NA=0.48のとき、波面収差ΔW=0.052
λRMS 内径NA=0.53のとき、波面収差ΔW=0.016
λRMS このときの光利用効率ηは、 内径NA=0.48のとき、光利用効率η=20% 内径NA=0.52のとき、光利用効率η=10% と、実用上全く支障のない値である。
As can be seen from FIG. 4A, the wavefront aberration ΔW generated in the optical system for the optical head under the conditions shown in Table 1.
When the inner diameter NA = 0.48, the wavefront aberration ΔW = 0.052
λRMS When the inner diameter NA = 0.53, the wavefront aberration ΔW = 0.016
λRMS The light use efficiency η at this time is: light use efficiency η = 20% when inner diameter NA = 0.48, light use efficiency η = 10% when inner diameter NA = 0.52, and there is no practical problem. Value.

【0033】同様の計算によって、波面収差が光ヘッド
用光学系の解像限界とされる0.07λRMSとなると
きの輪帯開口の内径NAを求めると、NA=0.46と
なる。この、解像限界時の内径NAを外径NAで規格化
すると、0.46/0.6=0.77となる。つまり、
輪帯開口による収差の補正が有効となるときの条件を、
外径NAと内径NAとを用いて一般化して表現すると、
内径NA/外径NA>0.77となる。
By the same calculation, the inner diameter NA of the annular opening when the wavefront aberration becomes 0.07λRMS, which is the resolution limit of the optical system for an optical head, is obtained as NA = 0.46. When the inner diameter NA at the time of the resolution limit is normalized by the outer diameter NA, 0.46 / 0.6 = 0.77. That is,
The conditions under which the correction of aberration by the annular aperture is effective are:
When expressed in general using the outer diameter NA and the inner diameter NA,
Inner diameter NA / outer diameter NA> 0.77.

【0034】これに対し、上述した光ヘッド用光学系に
おいて、輪帯開口に代えて外径NA=0.6の円形開口
が挿入されている場合、CD(保護基板厚=1.2m
m)に対してアクセスする際に発生する波面収差は、式
(2)および式(4)より、 W0=5.54λ ΔW=0.41λRMS となり、収差は激増する。先述したように通常の光ヘッ
ド用光学系において、一般的に読み取り可能な収差の許
容値とされるΔW=0.07λRMSに対してこの0.
41λRMSは、かなり大きな値であり、全く解像しな
いといってよい。すなわち、実施例1に係る光ヘッド用
光学系の輪帯開口が効果的に収差を補正することがわか
る。 (実施例2)諸条件は、光ヘッド用光学系の収差がCD
の保護基板厚(1.2mm)とDVDの保護基板厚
(0.6mm)との平均値である0.9mmに対してな
されている点以外は表1に準ずる(つまり、DVDを読
み取る際にもCDを読み取る際にも収差が残存する状態
にして収差を振り分ける)。
On the other hand, in the optical system for an optical head described above, if a circular opening having an outer diameter NA = 0.6 is inserted instead of the annular opening, a CD (protective substrate thickness = 1.2 m) is inserted.
The wavefront aberration generated when accessing m) is W0 = 5.54λΔW = 0.41λRMS from Expressions (2) and (4), and the aberration increases drastically. As described above, in a normal optical head optical system, the value of .DELTA.W = 0.07.lambda.
41λRMS is a considerably large value, and it can be said that no resolution is obtained at all. That is, it can be seen that the annular aperture of the optical system for an optical head according to Example 1 effectively corrects aberration. (Embodiment 2) The conditions are as follows: the aberration of the optical system for an optical head is CD
Table 1 (that is, when reading a DVD), except for the point of 0.9 mm, which is the average of the protective substrate thickness (1.2 mm) and the DVD protective substrate thickness (0.6 mm). Also, when reading a CD, the aberration is distributed while the aberration remains.)

【0035】この条件において、輪帯開口を有する光ヘ
ッド用光学系でCDの信号を読み取ろうとした場合に発
生するRMS波面収差ΔWについて、図4(b)を参照
して説明する。図4(b)は、上述した実施例2の条件
に基づいて輪帯開口の内径NAを変化させたときのRM
S波面収差および光利用効率を計算し、プロットしたも
のである。なお、グラフの横軸および縦軸は図4(a)
に示すグラフのものと同様であり、その説明を省略す
る。
The RMS wavefront aberration .DELTA.W generated when trying to read a CD signal with the optical system having an annular aperture under this condition will be described with reference to FIG. 4B. FIG. 4B shows the RM when the inner diameter NA of the orbicular zone opening is changed based on the conditions of the second embodiment described above.
5 is a graph in which S wavefront aberration and light use efficiency are calculated and plotted. The horizontal and vertical axes of the graph are shown in FIG.
Is the same as that of the graph shown in FIG.

【0036】図4(b)から読み取ると、輪帯開口の効
果により、収差は以下のようになる。 内径NA=0.48のとき、波面収差ΔW=0.028
λRMS 内径NA=0.53のとき、波面収差ΔW=0.009
λRMS このときの光利用効は、 内径NA=0.48のとき、光利用効率η=20% 内径NA=0.53のとき、光利用効率η=10% と、実施例1と同様に実用上全く支障のない値である。
As can be seen from FIG. 4B, the aberrations are as follows due to the effect of the annular aperture. When the inner diameter NA = 0.48, the wavefront aberration ΔW = 0.028
λRMS When the inner diameter NA = 0.53, the wavefront aberration ΔW = 0.09
λRMS The light utilization efficiency at this time is as follows: when the inner diameter NA = 0.48, the light utilization efficiency η = 20%, when the inner diameter NA = 0.53, the light utilization efficiency η = 10%. This is a value that does not cause any problem.

【0037】続いて波面収差が光ヘッド用光学系の解像
限界とされる0.07λRMSとなるときの輪帯開口の
内径NAを図4(b)より求めると、NA=0.39と
なる。この、解像限界時の内径NAを外径NAで規格化
すると、0.39/0.6=0.65となる。すなわ
ち、対物レンズの収差補正対象を保護基板厚0.9mm
とした場合において、輪帯開口による収差の補正が有効
となるときの条件を、外径NAと内径NAとを用いて一
般化して表現すると、内径NA/外径NA>0.65と
なる。
Subsequently, when the inner diameter NA of the orbicular zone opening when the wavefront aberration becomes 0.07λRMS which is the resolution limit of the optical system for an optical head is obtained from FIG. 4B, NA = 0.39. . When the inner diameter NA at the time of the resolution limit is standardized by the outer diameter NA, 0.39 / 0.6 = 0.65. That is, the object of aberration correction of the objective lens is set to a protective substrate thickness of 0.9 mm.
In this case, when the condition under which the correction of aberration by the annular aperture is effective is expressed using the outer diameter NA and the inner diameter NA, it is expressed as inner diameter NA / outer diameter NA> 0.65.

【0038】これに対して上述の光ヘッド用光学系に外
径NA=0.6の円形開口を挿入し、DVDあるいはC
Dを再生する際に発生する波面収差は、式(2)におけ
る|T2−T1|の項に0.3を代入し、 W0=2.77λ ΔW=0.21λRMS となる。これでも収差の許容値であるΔW=0.07λ
RMSに対しては依然として大きな値であり、ここでも
輪帯開口による収差低減の効果が確認できる。
On the other hand, a circular aperture having an outer diameter of NA = 0.6 is inserted into the optical system for an optical head described above, and the DVD or C is inserted.
The wavefront aberration generated when D is reproduced is expressed as follows: W0 = 2.77λΔW = 0.21λRMS by substituting 0.3 into the term | T2−T1 | in equation (2). Even in this case, ΔW = 0.07λ which is an allowable value of aberration
The value is still large for the RMS, and the effect of reducing the aberration by the annular aperture can also be confirmed here.

【0039】(実施例3)実施例3の説明に先立ち、D
VDあるいはCDの信号面に形成されるピットについて
説明する。DVDの信号面に形成されるピットの大きさ
は、記録密度を高めるために、CDの信号面に形成され
るピットに比べて、より細かいものとなっている。これ
にともない、DVDの信号読み取り用の光ヘッド光学系
には、より高い解像力が要求される。より具体的に説明
すると、それぞれの光ディスクに形成される最短ピット
長は、DVDでは0.4μm、CDでは0.9μmと、
DVDから信号を読み取る場合にはCDの場合に比べて
約2倍の解像力が要求される。逆の表現をすれば、CD
読み取り時に要求される解像力は、DVD読み取りに要
求される解像力に比べて約半分程度の低さでよい。した
がって、光ヘッドに用いられる光源の波長がCD、DV
Dいずれの光ディスクを読み取るときにも同一の波長
(本実施例では650nm)の光である場合には、CD
読み取り時に光ヘッド用光学系で発生する波面収差は
0.07λRMSよりも大きくてもよい。
(Embodiment 3) Prior to the description of Embodiment 3, D
Pits formed on the signal surface of VD or CD will be described. The size of a pit formed on the signal surface of a DVD is smaller than that of a pit formed on the signal surface of a CD in order to increase the recording density. Accordingly, a higher resolution is required for an optical head optical system for reading a DVD signal. More specifically, the shortest pit length formed on each optical disk is 0.4 μm for a DVD and 0.9 μm for a CD.
When a signal is read from a DVD, a resolution approximately twice that of a CD is required. In other words, CD
The resolution required for reading may be about half as low as the resolution required for reading DVD. Therefore, the wavelength of the light source used for the optical head is CD, DV
D When reading any of the optical disks, if the light has the same wavelength (650 nm in this embodiment), the CD
The wavefront aberration generated in the optical system for an optical head at the time of reading may be larger than 0.07λRMS.

【0040】ここで、CD読み取り可能な波面収差レベ
ルがどの程度になるのかについて、図5(a)を参照し
て説明する。図5(a)は、最小ピット長0.9μmに
対して、光ヘッド用光学系の対物レンズ10(図3)で
発生するRMS波面収差量に応じて変化するMTF値を
計算し、プロットしたグラフである。計算に用いたパラ
メータは、λ=650nm、NA=0.60である。最
小ピット長(図5(a)の例においては0.9μm)が
解像可能なMTFレベルは一般に25%以上とされてお
り、図5(a)のグラグから波面収差が0.14λRM
S程度存在していても、CDの信号面に形成された最小
ピットを読み取り可能であるといえる。つまり、CDか
ら信号を読み取る場合には、DVDから信号を読み取る
場合の2倍程度の波面収差が存在してもよいといえる。
Here, the level of the wavefront aberration at which the CD can be read will be described with reference to FIG. FIG. 5 (a) calculates and plots the MTF value that changes according to the amount of RMS wavefront aberration generated by the objective lens 10 (FIG. 3) of the optical system for the optical head with respect to the minimum pit length of 0.9 μm. It is a graph. The parameters used for the calculation are λ = 650 nm and NA = 0.60. The MTF level at which the minimum pit length (0.9 μm in the example of FIG. 5A) can be resolved is generally 25% or more, and the wavefront aberration is 0.14 λRM from the graph of FIG.
It can be said that the smallest pits formed on the signal surface of the CD can be read even if about S exists. In other words, it can be said that when a signal is read from a CD, there is about twice as much wavefront aberration as when a signal is read from a DVD.

【0041】そこで、実施例2で光ヘッド用光学系の対
物レンズの収差補正対象を0.9mmの保護基板厚(D
VD、CDの保護基板厚0.6mm、1.2mmの平均
値)としたのに対し、実施例3では収差補正対象の保護
基板厚を、0.9mmよりもDVDの保護基板厚に近づ
けることで、より効率的な収差の振り分けを行うことが
できる。すなわち、DVD、CDの光ディスクを読み取
り可能な波面収差レベルはそれぞれ0.07λRMS、
0.14λRMSであるので、DVDの保護基板厚0.
6mmとCDの保護基板厚1.2mmとを0.07:
0.14に内分する厚みである0.8mmを収差補正対
象の保護基板厚とすればよい。このように収差補正の対
象を定めることにより、DVD、CDそれぞれの光ディ
スクを読み取り可能なMTFレベルをバランスよく設定
することができる。
Therefore, in the second embodiment, the aberration correction target of the objective lens of the optical system for an optical head is set to a protective substrate thickness (D) of 0.9 mm.
In the third embodiment, the thickness of the protection substrate for aberration correction should be closer to the thickness of the DVD protection substrate than 0.9 mm, while the protection substrate thickness of the VD and CD is 0.6 mm and the average value of 1.2 mm. Thus, more efficient distribution of aberrations can be performed. That is, the wavefront aberration levels at which the optical discs of DVD and CD can be read are 0.07λRMS, respectively.
Since it is 0.14λRMS, the protective substrate thickness of the DVD is 0.
6 mm and CD protective substrate thickness of 1.2 mm are 0.07:
0.8 mm, which is a thickness internally divided into 0.14, may be set as the thickness of the protection substrate to be aberration-corrected. By determining the aberration correction target in this manner, the MTF levels at which the DVD and CD optical disks can be read can be set in a well-balanced manner.

【0042】上述したように光ヘッド用光学系の対物レ
ンズの収差補正対象を0.8mmの保護基板厚とし、D
VDから信号を読み取る際に発生する波面収差について
図5(b)を参照して説明する。図5(b)は、輪帯開
口の内径NAを変化させたときのRMS波面収差および
光利用効率を計算し、プロットしたものである。この計
算に際して用いたパラメータは収差補正対象の保護基板
厚を0.8mmとした以外は実施例1の表1に示すもの
と同様である。なお、図5(b)において、グラフの横
軸および縦軸は図4(a)に示すグラフのものと同様で
あり、その説明を省略する。
As described above, the target of aberration correction of the objective lens of the optical system for an optical head is set to 0.8 mm in protective substrate thickness, and D
The wavefront aberration generated when reading a signal from the VD will be described with reference to FIG. FIG. 5B is a graph in which the RMS wavefront aberration and the light use efficiency when the inner diameter NA of the annular opening is changed are calculated and plotted. The parameters used in this calculation are the same as those shown in Table 1 of Example 1 except that the thickness of the protection substrate to be corrected is set to 0.8 mm. In FIG. 5B, the horizontal axis and the vertical axis of the graph are the same as those of the graph shown in FIG. 4A, and a description thereof will be omitted.

【0043】波面収差が光ヘッド用光学系の解像限界と
される0.07λRMSとなるときの輪帯開口の内径N
Aを図5(b)より読み取ると、内径NA=0.32と
なる。この、解像限界時の内径NAを外径NAで規格化
すると、0.32/0.6=0.53となる。すなわ
ち、対物レンズの収差補正対象を保護基板厚0.8mm
とした場合において、輪帯開口による収差の補正が有効
となるときの条件を、外径NAと内径NAとを用いて一
般化して表現すると、内径NA/外径NA>0.53と
なる。内径NAが0.32のときの光利用効率ηについ
て図5(b)より読み取ると、54%と非常に高い値と
なる。ちなみにこのときの輪帯開口(外径NA=0.
6、内径NA=0.32)と、円形開口(NA=0.
6)との開口面積比は約3:4である。上記光利用効率
ηの算出にあたり、けられ数=0.9を前提としたが、
仮にガウスビームの中央部(光源の、照度の落ち込みの
少ない部分)を使えば光利用効率ηはさらに向上し、7
0%程度以上にまで向上することも期待できる。
When the wavefront aberration is 0.07λRMS, which is the resolution limit of the optical system for an optical head, the inner diameter N of the annular opening
When A is read from FIG. 5B, the inner diameter NA becomes 0.32. When this inner diameter NA at the time of the resolution limit is normalized by the outer diameter NA, 0.32 / 0.6 = 0.53. That is, the aberration correction target of the objective lens is set to the protective substrate thickness 0.8 mm.
In this case, the condition under which the correction of aberration by the annular aperture is effective is expressed by using the outer diameter NA and the inner diameter NA, and the inner diameter NA / outer diameter NA> 0.53. 5B, the light use efficiency η when the inner diameter NA is 0.32 is a very high value of 54%. Incidentally, the annular zone opening (outer diameter NA = 0.
6, inner diameter NA = 0.32) and a circular opening (NA = 0.
6) is about 3: 4. In the calculation of the light use efficiency η, it was assumed that the number of beams was 0.9,
If the central part of the Gaussian beam (the part of the light source where the drop in illuminance is small) is used, the light use efficiency η is further improved, and
It can also be expected to increase to about 0% or more.

【0044】以上説明した三つの実施例にもとづいて、
上述した波面収差について一般的な扱いを行う。ここ
で、以下の表2に示すように符号を定めて説明をする。
Based on the three embodiments described above,
The above-mentioned wavefront aberration is generally treated. Here, description will be given with reference numerals defined as shown in Table 2 below.

【表2】 輪帯開口の内径NA :NA1 輪帯開口の外径NA :NA2 光ヘッド光学系の光源の波長 :λ 光ディスクの保護基板の変化量 :ΔT (信号を読み取ろうとしている光ディスクの保護基板厚
と、収差補正の対象となった保護基板厚との差) 光ディスクの保護基板厚の変化にともない、発生するR
MS波面収差 :ΔW
[Table 2] Inner diameter NA of annular opening: NA1 Outer diameter NA of annular opening: NA2 Wavelength of light source of optical head optical system: λ Change amount of protective substrate of optical disk: ΔT (Protection of optical disk for reading signal) The difference between the substrate thickness and the thickness of the protection substrate that has been subjected to aberration correction.
MS wavefront aberration: ΔW

【0045】便宜上、以下の説明の前提としてΔT=0
のとき、光ヘッド用光学系に残存する収差は0とする。
For convenience, the following description assumes that ΔT = 0
In this case, the aberration remaining in the optical system for an optical head is set to zero.

【0046】図4(a)に示すRMS収差補正曲線を、
NA1およびNA2をパラメータとして2次曲線でフィ
ッティングすると、以下の式が得られる。
The RMS aberration correction curve shown in FIG.
When fitting is performed with a quadratic curve using NA1 and NA2 as parameters, the following equation is obtained.

【数6】 ΔW(λRMS)=0.60×(1−NA2/NA1)2 +0.18×(1−NA1/NA2) … 式(9)ΔW (λRMS) = 0.60 × (1−NA2 / NA1) 2 + 0.18 × (1−NA1 / NA2) Equation (9)

【0047】式(9)は、NA1の値をNA2の値に近
づける、つまり輪帯開口の幅を0に近づけると波面収差
も0に近づくことを示している。また、式(9)はλ=
650nm、ΔT=0.6mmのときのものであるが、
波面収差は一般に光ディスクの保護基板厚の変動量ΔT
とNA4とに比例し、波長に逆比例するので式(9)Δ
Tおよびλで規格化でき、以下のように表される。
Equation (9) shows that when the value of NA1 approaches the value of NA2, that is, when the width of the annular opening approaches 0, the wavefront aberration also approaches 0. Equation (9) is λ =
650 nm, ΔT = 0.6 mm,
In general, the wavefront aberration is the variation ΔT of the protective substrate thickness of the optical disk.
And NA 4 are proportional to the wavelength and inversely proportional to the wavelength.
It can be normalized by T and λ, and is expressed as follows.

【数7】 ΔW={0.60×(1−NA2/NA1)2 +0.18×(1−NA2/NA1)}×(650/λ) ×(ΔT/0.6)×(NA1/0.6)4 ={(1−NA2/NA1)2+0.3×(1−NA2/NA1)} ×(650/λ)×ΔT×(NA1/0.6)4 … 式(10 ) 光ヘッド用光学系で信号が実用上十分に読み取り可能と
される条件を以下の式(11)で表し、これを式(1
0)にあてはめ、式の一部を整理して表現すると式(1
2)が得られる。
ΔW = {0.60 × (1-NA2 / NA1) 2 + 0.18 × (1-NA2 / NA1)} × (650 / λ) × (ΔT / 0.6) × (NA1 / 0 .6) 4 = {(1-NA2 / NA1) 2 + 0.3 × (1-NA2 / NA1)} × (650 / λ) × ΔT × (NA1 / 0.6) 4 Equation (10) Optical head The condition under which a signal can be sufficiently read by the optical system for practical use is expressed by the following equation (11).
0), a part of the formula is rearranged and expressed as formula (1)
2) is obtained.

【数8】 ΔW<0.07λRMS … 式(11) G(NA1、NA2)×ΔT/λ<0.07 … 式(12) ここに、 G(NA1、NA2) ={(1−NA2/NA1)2+0.3×(1−NA2/NA1)} ×650×(NA1/0.60)4×(650/λ) ×ΔT×(NA1/0.6)4 … 式(13)ΔW <0.07λRMS Expression (11) G (NA1, NA2) × ΔT / λ <0.07 Expression (12) where, G (NA1, NA2) = {(1−NA2 / NA1) ) 2 + 0.3 × (1-NA2 / NA1)} × 650 × (NA1 / 0.60) 4 × (650 / λ) × ΔT × (NA1 / 0.6) 4 Equation (13)

【0048】以上の説明の前提として、ΔT=0のとき
に光ヘッド用光学系に残存する収差は0と仮定したが、
この残存収差が0でないときの条件式について説明する
と、ΔT=0のときに光ヘッド用光学系に残存する収差
の量をWとすれば、保護基板厚の変動(ΔT)に起因し
て発生する波面収差ΔWと残存収差Wとの2乗和が0.
07λRMSを越えなければよい。したがって、このと
きには式(12)に代えて式(14)で表すことができ
る。
As a premise of the above description, it is assumed that the aberration remaining in the optical system for an optical head when ΔT = 0 is zero.
The conditional expression when the residual aberration is not 0 will be described. If the amount of aberration remaining in the optical system for an optical head when ΔT = 0 is W, it occurs due to the variation (ΔT) in the thickness of the protective substrate. The sum of the squares of the wavefront aberration ΔW and the residual aberration W is 0.
It does not need to exceed 07λRMS. Therefore, at this time, it can be expressed by Expression (14) instead of Expression (12).

【数9】 G(NA1、NA2)×ΔT/λ<(0.072−W21/2 … 式(14)G (NA1, NA2) × ΔT / λ <(0.07 2 −W 2 ) 1/2 Equation (14)

【0049】以上が、輪帯開口を用いることにより、同
一の光ヘッド用光学系で異なる保護基板厚を有する光デ
ィスクからの信号が読み取り可能な条件であるが、光ヘ
ッド用光学系の対物レンズの収差補正対象をどのように
定めるかを含めて整理すると次のような結論を得ること
ができる。
The above is the condition that the same optical head optical system can read signals from optical disks having different protective substrate thicknesses by using the annular aperture. The following conclusions can be obtained by organizing how to determine the aberration correction target.

【0050】保護基板厚T1の光ディスクに対して収差
補正された光ヘッド用光学系の対物レンズに輪帯開口が
挿入されている場合、保護基板厚T2(T1≠T2)の
光ディスクからの信号が読み取り可能な条件は、式(1
5)で表される。
When an annular aperture is inserted in the objective lens of the optical system for the optical head whose aberration has been corrected with respect to the optical disk having the protective substrate thickness T1, a signal from the optical disk having the protective substrate thickness T2 (T1 ≠ T2) is generated. The condition that can be read is given by the formula (1)
5).

【数10】 G(NA1、NA2)×|T1−T2|/λ<0.07 … 式(15)G (NA1, NA2) × | T1−T2 | / λ <0.07 (15)

【0051】読み取り可能な複数の保護基板厚を有する
光ディスクの保護基板厚をT1、T2(T1≠T2)と
表したとき、保護基板厚(T1+T2)/2に対して収
差補正された光ヘッド用光学系の対物レンズに輪帯開口
が挿入されている場合、保護基板厚T1およびT2の両
方の光ディスクから信号の読み取りが可能な条件は、保
護基板厚T1の光ディスクから信号を読み取る場合であ
っても、保護基板厚T2の光ディスクから信号を読み取
る場合であっても、式(12)においてΔT=|T1−
T2|/2となるので、式(16)のように表される。
When the protective substrate thickness of the optical disk having a plurality of readable protective substrate thicknesses is represented by T1, T2 (T1 ≠ T2), the optical head for which the aberration is corrected with respect to the protective substrate thickness (T1 + T2) / 2. When the annular aperture is inserted in the objective lens of the optical system, the condition under which signals can be read from both the optical disks having the protective substrate thicknesses T1 and T2 is that the signals be read from the optical disk having the protective substrate thickness T1. In the case where a signal is read from the optical disk having the protection substrate thickness T2, ΔT = | T1-
T2 | / 2, so it is expressed as in equation (16).

【数11】 G(NA1、NA2)×|T1−T2|/λ<0.14 … 式(16)G (NA1, NA2) × | T1-T2 | / λ <0.14 Expression (16)

【0052】読み取り可能な複数の保護基板厚を有する
光ディスクの保護基板厚をT1、T2(T1≠T2)と
表したとき、保護基板厚T1、T2の厚み差を1:2に
内分する保護基板厚に対して収差補正された光ヘッド用
光学系の対物レンズに輪帯開口が挿入されている場合、
保護基板厚T1の光ディスクから信号の読み取りが可能
な条件は、式(12)においてΔT=|T1−T2|/
3となるので、式(17)のように表される。
When the protective substrate thickness of an optical disk having a plurality of readable protective substrate thicknesses is represented by T1 and T2 (T1 ≠ T2), protection that internally divides the thickness difference between the protective substrate thicknesses T1 and T2 into 1: 2. When the annular opening is inserted in the objective lens of the optical system for the optical head, the aberration of which has been corrected for the substrate thickness,
The condition under which a signal can be read from the optical disk having the protective substrate thickness T1 is as follows in Expression (12): ΔT = | T1-T2 | /
3, so it is expressed as in equation (17).

【数12】 G(NA1、NA2)×|T1−T2|/λ<0.21 … 式(17) このとき、保護基板厚T2の光ディスクから信号の読み
取り可能な条件は、式(12)においてΔT=|T1−
T2|/(3/2)となり、さらに保護基板厚T2の光
ディスクに形成されている最小ピット長は保護基板厚T
1の光ディスクに形成されている最短ピット長の約2倍
となっているので、読み取り可能条件は2倍に緩和さ
れ、式(19)のように表される。そして、この式(1
8)を整理すると式(17)と同じになる。
G (NA1, NA2) × | T1−T2 | / λ <0.21 Expression (17) At this time, the condition under which a signal can be read from the optical disk having the protection substrate thickness T2 is as follows in Expression (12). ΔT = | T1-
T2 | / (3/2), and the minimum pit length formed on the optical disk having the protective substrate thickness T2 is equal to the protective substrate thickness T
Since the length of the shortest pit formed on one optical disc is about twice as long, the readable condition is relaxed to twice, and is expressed as in equation (19). Then, this equation (1)
Rearranging 8) gives the same as equation (17).

【数13】 G(NA1、NA2)×|T1−T2|/1.5/λ<(0.07×2) … 式(18)G (NA1, NA2) × | T1−T2 | /1.5/λ <(0.07 × 2) Equation (18)

【0053】以上のように、同一の光ヘッド用光学系に
より保護基板厚の異なる2種類の光ディスクから信号の
読み取りを可能とするためには、それぞれの光ディスク
から信号を読み取る際に要求される解像力に応じて対物
レンズの収差補正対象とする保護基板厚を設定すればよ
い。このとき、保護基板厚の異なる2種類の光ディスク
から信号を読み取る際に、両方の保護基板厚を有する光
ディスクで同じ解像力が要求されるときには式(16)
に従って、一方の保護基板厚を有する光ディスクで要求
される光ヘッド用光学系の解像力が他方の解像力の2倍
要求されるときには式(17)に従って輪帯開口を設定
すればよい。
As described above, in order to enable signals to be read from two types of optical disks having different protective substrate thicknesses by the same optical head optical system, the resolving power required when reading signals from each optical disk is required. The thickness of the protective substrate to be corrected for the aberration of the objective lens may be set according to. At this time, when reading signals from two types of optical discs having different protective substrate thicknesses, if the same resolution is required for optical discs having both protective substrate thicknesses, equation (16) is used.
When the resolution of the optical system for the optical head required for an optical disk having one protective substrate thickness is required to be twice the resolution of the other, the annular aperture may be set according to the equation (17).

【0054】以上の説明において、異なる保護基板厚を
有する光ディスクの保護基板の屈折率は等しく、ともに
1.5としたが、これらの屈折率が異なるものであって
もよい。つまり、光ヘッド用光学系で発生する波面収差
は保護基板厚の変動にともなう光路長の変化に起因する
ものであるので、上述した式(15)〜式(17)にお
ける保護基板厚の項を光路長で表現すればよく、光路長
=保護基板厚×保護基板屈折率であるから、表3のよう
に記号を定めたときに、例えば式(17)は以下の式
(19)で表すことができる。
In the above description, the refractive indices of the protective substrates of the optical disks having different protective substrate thicknesses are equal and are both 1.5. However, these may have different refractive indices. That is, the wavefront aberration generated in the optical system for an optical head is caused by the change in the optical path length due to the change in the thickness of the protective substrate. Since the optical path length may be expressed as: optical path length = protective substrate thickness × protective substrate refractive index, when symbols are defined as shown in Table 3, for example, equation (17) is expressed by the following equation (19). Can be.

【表3】 保護基板厚T1の光ディスクの保護基板の屈折率 : nc1 保護基板厚T2の光ディスクの保護基板の屈折率 : nc2[Table 3] Refractive index of protective substrate of optical disk with protective substrate thickness T1: nc1 Refractive index of protective substrate of optical disk with protective substrate thickness T2: nc2

【数14】 G(NA1、NA2) ×|T1・(nc1/1.5)−T2・(nc2/1.5)|/λ<0.21 … 式(19) あるいは、G(NA1、NA2)×(1/1.5)を改
めてG(NA1、NA2)と定義しなおせば、式(1
9)は式(20)で表すことができる。
G (NA1, NA2) × | T1 · (nc1 / 1.5) −T2 · (nc2 / 1.5) | / λ <0.21 Expression (19) Alternatively, G (NA1, NA2) ) × (1 / 1.5) is redefined as G (NA1, NA2), and the expression (1)
9) can be represented by equation (20).

【数15】 G(NA1、NA2)×|T1・nc1−T2・nc2|/λ<0.21 … 式(20) ここに、 G(NA1、NA2) ={(1−NA2/NA1)2+0.3×(1−NA2/NA1)} ×650×(NA1/0.60)4×1/1.5 … 式(21 )G (NA1, NA2) × | T1 · nc1−T2 · nc2 | / λ <0.21 Equation (20) where G (NA1, NA2) = {(1−NA2 / NA1) 2 + 0.3 × (1-NA2 / NA1)} × 650 × (NA1 / 0.60) 4 × 1 / 1.5 Equation (21)

【0055】また、以上の説明では、異なる保護基板厚
を有する2種類の光ディスクは共に読み取り専用である
場合を想定したが、これらのディスクの一方あるいは両
方が書換型ディスク、つまり一方が光磁気ディスクまた
は相変化型ディスクで、他方が再生専用DVDまたは書
換え型DVDであっても上述の輪帯開口は有効である。
In the above description, it has been assumed that two types of optical disks having different protective substrate thicknesses are both read-only, but one or both of these disks are rewritable disks, that is, one is a magneto-optical disk. Alternatively, even if the disc is a phase-change disc and the other is a read-only DVD or a rewritable DVD, the above-mentioned annular opening is effective.

【0056】さらに、光ヘッド用光学系に用いる光源の
波長は、DVDから信号を読み取る際も、CDから信号
を読み取る際も同一であるものとして説明したが、異な
る波長の光を用いるものであってもよい。ただし、信号
の読み取りに際しては同一の波長であっても何の問題も
ない。むしろ同一の波長を用いる方が単一のレーザダイ
オードと単一の対物とを使用できるので経済的である。
Furthermore, the wavelength of the light source used in the optical system for the optical head is described as being the same when reading a signal from a DVD and when reading a signal from a CD. However, light of a different wavelength is used. You may. However, there is no problem in reading signals even if the wavelengths are the same. Rather, using the same wavelength is more economical because a single laser diode and a single objective can be used.

【0057】以上の実施の形態の説明では3次の収差の
みを考えたが、より高次の収差を考慮しても全く同様の
効果を得ることができる。さらに球面収差(波面収差)
だけでなく、残存収差がコマ収差あるいは非点収差であ
っても光ヘッド用光学系に輪帯開口を配置することによ
り収差の低減が可能であり、解像力は向上する。
Although only the third-order aberration is considered in the above description of the embodiment, the same effect can be obtained even if higher-order aberrations are considered. Further spherical aberration (wavefront aberration)
In addition, even if the residual aberration is coma or astigmatism, the aberration can be reduced by arranging the annular aperture in the optical system for the optical head, and the resolving power is improved.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば光
ヘッド用光学系の対物レンズの光軸上に輪帯開口を配
し、複数の異なる光ディスクの保護基板厚の差または保
護基板の屈折率の差により光ヘッド用光学系で生ずる収
差を、データの読み出しあるいは書き込みが可能な収差
範囲に収めるように内径NAおよび外径NAを定めるこ
とにより、同一の光ヘッド用光学系で異なる保護基板厚
を有する光ディスクに対して書き込みあるいは読み出し
を行うことができる。また、絞り開口を単純に小さくし
て球面収差の補正をする場合に比べ、輪帯開口の外径N
Aをより大きく設定することができるので、集光スポッ
トを絞ることができ、したがって解像力に優れた光ヘッ
ド用光学系とすることができる。
As described above, according to the present invention, the annular aperture is arranged on the optical axis of the objective lens of the optical system for the optical head, and the difference in the protective substrate thickness of a plurality of different optical disks or the difference in the protective substrate. Different protections for the same optical head optical system by determining the inner diameter NA and outer diameter NA so that aberrations caused by the difference in refractive index in the optical system for the optical head fall within the aberration range where data can be read or written. Writing or reading can be performed on an optical disk having a substrate thickness. In addition, the outer diameter N of the annular aperture is smaller than the case where spherical aberration is corrected by simply reducing the aperture.
Since A can be set to be larger, the condensing spot can be narrowed, and thus an optical system for an optical head having excellent resolution can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 1.2mmの保護基板厚を有する光ディス
クに書き込みあるいは読み出しすることを前提に収差補
正された光ヘッド用光学系で0.6mmの保護基板厚を
有する光ディスクに書き込みあるいは読み出しをしよう
としたときに発生する球面収差を表すグラフ。
FIG. 1 attempts to write or read data on an optical disk having a protective substrate thickness of 0.6 mm with an optical system for an optical head that has been aberration-corrected on the assumption that writing or reading is performed on an optical disk having a protective substrate thickness of 1.2 mm. 7 is a graph showing spherical aberration that occurs when performing the following.

【図2】 本発明に係る光ヘッド用光学系の対物レン
ズにより収差が補正され、光束が光ディスクの信号面に
結像する様子を示す縦断面図。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a state in which aberration is corrected by an objective lens of an optical system for an optical head according to the present invention, and a light beam forms an image on a signal surface of an optical disk.

【図3】 本発明の実施の形態に係る光ヘッド用光学
系の要部を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a main part of an optical system for an optical head according to an embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施の形態に係る光ヘッド用光学
系において、輪帯開口の内径NAを変化させたときの波
面収差および光利用効率の変化を示すグラフであり、
(a)が保護基板厚の変化量ΔTが0.6mmの場合
を、(b)が保護基板厚の変化量ΔTが0.3mmの場
合をそれぞれ示す。
FIG. 4 is a graph showing changes in wavefront aberration and light use efficiency when the inner diameter NA of the orbicular zone is changed in the optical system for an optical head according to the embodiment of the present invention;
(A) shows a case where the change amount ΔT of the protective substrate thickness is 0.6 mm, and (b) shows a case where the change amount ΔT of the protective substrate thickness is 0.3 mm.

【図5】 本発明の実施の形態に係る光ヘッド用光学
系の光学性能の変化を示すグラフであり、(a)が波面
収差の変化にともない、MTF値が変化する様子を示
し、(b)が保護基板厚の変化量ΔTが0.2mmの場
合における、輪帯開口の内径NAを変化させたときの波
面収差および光利用効率の変化を示す。
5A and 5B are graphs showing a change in optical performance of the optical system for an optical head according to the embodiment of the present invention. FIG. 5A shows a state in which an MTF value changes with a change in wavefront aberration, and FIG. () Shows changes in wavefront aberration and light use efficiency when the inner diameter NA of the annular opening is changed when the change amount ΔT of the protective substrate thickness is 0.2 mm.

【図6】 従来の技術に係る光ヘッド用光学系によ
り、異なる保護基板厚を有する光ディスクの信号面上へ
光が集光する様子を示す図であり、(a)が理想的に集
光している状態を、(b)が収差を発生している状態を
示す。
FIG. 6 is a diagram showing a state in which light is condensed on a signal surface of an optical disk having a different protective substrate thickness by an optical system for an optical head according to a conventional technique, and FIG. (B) shows a state where aberration is generated.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 対物レンズ 20 円形開口 21 輪帯開口 30、31 光ディスク 30a、31a 保護基板 30b、31b 信号面 40 レーザダイオード 50 コリメータレンズ 60 ビームスプリッタ 70 受光素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Objective lens 20 Circular aperture 21 Ring aperture 30, 31 Optical disk 30a, 31a Protective substrate 30b, 31b Signal surface 40 Laser diode 50 Collimator lens 60 Beam splitter 70 Light receiving element

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源から出射された光を光ディスクの信
号面に導くとともに、前記光ディスクの信号面で反射さ
れた光を受光素子に導く対物レンズと、 前記対物レンズの光軸上に設けられ、前記対物レンズの
開口を制限するための輪帯開口とを有し、 前記輪帯開口は、少なくとも第1および第2の光ディス
クの保護基板厚の差あるいは保護基板の屈折率の差によ
り生ずる収差を、データの読み書き込みが可能な収差範
囲に収めるようにその内径開口数および外径開口数が定
められることを特徴とする光ヘッド用光学系。
An objective lens that guides light emitted from a light source to a signal surface of an optical disk and guides light reflected by the signal surface of the optical disk to a light receiving element; and an objective lens provided on an optical axis of the objective lens; An annular aperture for limiting the aperture of the objective lens, wherein the annular aperture reduces aberration caused by at least a difference in the protective substrate thickness of the first and second optical discs or a difference in the refractive index of the protective substrate. An optical system for an optical head, wherein the numerical aperture of the inner diameter and the numerical aperture of the outer diameter are determined so as to fall within an aberration range in which data can be read and written.
【請求項2】 請求項1に記載の光ヘッド用光学系にお
いて、 以下の条件式を満足することを特徴とする光ヘッド用光
学系。 G(NA1,NA2)×|T1・nc1−T2・nc2|
/λ<0.21 但し、 G(NA1,NA2)={(1−NA2/NA1)2
0.3×(1−NA2/NA1)}×650×(NA1
/0.60)4×1/1.5 λ :光ヘッドで用いられる光源の波長 T1 :第1の光ディスクの保護基板厚 T2 :第2の光ディスクの保護基板厚(T1>T
2) nc1 :第1の光ディスクの保護基板の屈折率 nc2 :第2の光ディスクの保護基板の屈折率 NA1 :輪帯開口の内側開口数 NA2 :輪帯開口の外側開口数
2. The optical system for an optical head according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied. G (NA1, NA2) × | T1 · n c 1-T2 · n c 2 |
/Λ<0.21 where G (NA1, NA2) = {(1−NA2 / NA1) 2 +
0.3 × (1-NA2 / NA1)} × 650 × (NA1
/0.60) 4 × 1 / 1.5 λ: wavelength of light source used in optical head T1: protective substrate thickness of first optical disk T2: protective substrate thickness of second optical disk (T1> T)
2) n c 1: first optical disk having a protective substrate having a refractive index n c 2: a second refractive index of the protective substrate of the optical disk NA1: inner aperture of the annular aperture NA2: outside the numerical aperture of the annular aperture
【請求項3】 請求項1に記載の光ヘッド用光学系にお
いて、 前記第1および第2の光ディスクは以下の条件式(1)
に従うものであり、かつ前記輪帯開口は以下の条件式
(2)に従うものであることを特徴とする光ヘッド用光
学系。 条件式(1): |T1・nc1−T2・nc2|/1.
5<0.7(mm) 条件式(2): NA2/NA1>0.5 但し、 T1 :第1の光ディスクの保護基板厚(mm) T2 :第2の光ディスクの保護基板厚(mm、 T
1>T2) nc1 :第1の光ディスクの保護基板の屈折率 nc2 :第2の光ディスクの保護基板の屈折率 NA1 :輪帯開口の内側開口数 NA2 :輪帯開口の外側開口数
3. The optical system for an optical head according to claim 1, wherein the first and second optical disks have the following conditional expression (1).
The optical system for an optical head is characterized in that the annular opening conforms to the following conditional expression (2). The conditional expression (1): | T1 · n c 1-T2 · n c 2 | / 1.
5 <0.7 (mm) Conditional expression (2): NA2 / NA1> 0.5 where T1: protective substrate thickness of the first optical disk (mm) T2: protective substrate thickness of the second optical disk (mm, T
1> T2) n c 1: refractive index of the protective substrate of the first optical disk n c 2: a second refractive index of the protective substrate of the optical disk NA1: inner aperture of the annular aperture NA2: outside the numerical aperture of the annular aperture
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1312687C (en) * 2000-10-03 2007-04-25 松下电器产业株式会社 Optical information recording medium, optical information recording/ reproducing method, and optical information recording/reproducing device
JPWO2005064607A1 (en) * 2003-12-25 2007-07-19 コニカミノルタオプト株式会社 Objective lens, optical pickup device, and optical information recording / reproducing device

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